2022年对苯二胺新型合成工艺分析研究进展.docx

《2022年对苯二胺新型合成工艺分析研究进展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年对苯二胺新型合成工艺分析研究进展.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源对苯二胺新型合成工艺争论进展崔天放，朱沧，苏燕 沈阳化工学院应用化学学院，辽宁沈阳110142摘要： 介绍了制备对苯二胺的传统工艺方法及一些新的工艺方法对这些工艺方法的优缺点进行了归纳比较阐述了新的工艺方法在爱护环境、原子利用率、利用可再生资源等方面的优点；简要介绍了对苯二胺的用途和新工艺法合成对苯二胺的前景关键词： 对苯二胺：合成；性质：应用Abstract ： A introduce to prepare P phenylenediame by the traditional process and by the new craft was given in thepaper

2、The advantages of the new craft in environment protection， atomic availability and the utility of renewable resources were expounded in comparison of the craft meritsand shortcomings for preparing Pphenylenediame Finally，application ofpphenylenediame and its new craft prospect for synthezing 0fp phe

3、nylenediame were discussedKey words ： p phenylenediamine ； synthesis； character；application1 前言对苯二胺 P phenylenediamine ，又名乌尔丝 D，是最简洁的芳香二胺之一，广泛用于染料、洗化、橡胶、国防等工业中.；在染料行业可制取偶氮染料，生产毛皮染色剂，在橡胶行业可制取橡胶防老剂等 ；作为中间体的对苯二胺在市场上的需求量很大特殊是用于生产对苯二胺类防老剂；此类防老剂具有比胺类或酚类防老剂更优异的抗热氧老化和突出的抗臭氧性能，是现今最有效的抗屈挠龟裂防老化剂，也是当今防老剂中唯独具有良好

4、抗氧作用的品种对于大力进展子午线轮胎不行或缺；对苯二胺具有完善的传统的合成工艺但随着人们对环境问题、资源利用率的关注，传统的合成工艺承担着庞大的压力；这促使人们争论探究新的对苯二胺合成工艺，以期解决与环 境、资源利用等方面的冲突；2 合成方法长期以来，基于经济效益而追求化学反应的高收率导致其它一些问题被忽视，如环境污染；绿色工艺法是利用化学原理及相关的技术和方法争论新的化学反应体系，削减或排除化学反应对生态和环境的污染近年来，化学反应对资源消耗和产物污染程度是用化学反应的原欢迎下载精品学习资源子经济性 atom economy聆来表征；即原材料分子中转化为产物的原子含量；抱负的原子经济反应是原

5、料分子中的原子百分之百地转化成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”；对硝基苯胺是经仍原合成对苯二胺的重要原料；传统方法合成对硝基苯胺时采纳有毒的原料反应步骤繁多，反应挑选性差，原子利用率不高，副产物多且对环境有害，不符合绿色化学理念和可连续进展的需要；新型工艺法合成对苯二胺先通过氢的亲和取代合成对硝基苯胺，然后仍原合成对苯二胺；此法挑选性高、无副产物、反应步骤简化、原子利用率高；2.1 1 硝基苯和尿素为反应物2001年Joo等用硝基苯与尿素在含有碱的极性有机溶剂中，在室温 200下反应，合成对亚硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物然后将混合物溶于乙醇溶液中，加入氢化催化剂Pd C或Pt C

6、，在50 500 Pa的压力下反应生成对苯二胺，增加氢气压力可以提高反应速度；所投物质的重量如下：氢化催化剂是对硝基苯胺和对亚硝基苯胺的混合物的 01一10乙醇是溶剂的 055倍；反应式如下：此法的特殊之处是，通过氢的亲核取代反应合成了对硝基苯胺和对亚硝基苯胺，再催化加氢制得对苯二胺；该反应的优点是：原料尿素、硝基苯和氢氧化钠的价格廉价；反应在一个反应器中进行，无需供应无水条件的分别反应器，生成的对亚硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物不需分别、操作简便；生成对亚硝基苯胺和对硝基苯胺作为中间体而没有邻位化合物作为副产品如2一亚硝基苯胺或 2一硝基苯胺，经过仍原可制备高纯度的对苯二胺，纯度可达100；此

7、外更突出的优点是反应的原子利用率高、无危害副产物产 生；反应机理如下：欢迎下载精品学习资源利用氢的亲核取代反应在苯环上引入氮原子直接连接的方法仍有， 2000年Joo等采纳硝基苯和尿素的物质的量比大于 1在含有碱的极性有机溶剂中，室温 100下反应，合成 4，4 一二硝基二苯胺；2o01年Joo等采纳硝基苯和尿素的物质的量的比例小于 1在含有碱的极性有机溶剂中，室温 150C合成对亚硝基苯胺； 2001年Hwang等采纳硝基苯和苯基尿素在含有碱的有机溶液中，在 20150C下，合成对硝基苯胺；2.2 2 用涤纶废料生产对苯二胺2000年文献报道了将经过处理的涤纶废料进行氨解得到对苯二甲酰胺，然

8、后用次氯酸钠对对苯二甲酰胺进行降解反应，得到对苯二 胺，再经过纯化，得到纯度达到 98的对苯二胺；该方法的优点：原材料价格低，较好地利用了废弃物：生产中不使用易燃物质、无须高 温高压、生产过程安全：所得到的对苯二胺基本上无异构体、产品纯 度高、收率高；2.3 3 对硝基苯胺的仍原用对硝基苯胺仍原制备对苯二胺是最常见的合成对苯二胺的方法，反应如下：采纳的仍原剂有铁粉、一氧化碳、硼氢化钠一溴化亚铜并加入二 甲基硫醚、钯和三氧化二铝、硼氢化钠一三氯化锑或硼氢化钠一氯化 铋、钐络合物；铁粉是仍原对硝基苯胺的最常用的仍原剂，在75 80的范畴用铁粉仍原对硝基苯胺，然后在 7075下过滤，滤液冷却结晶，产

9、品在 2530的范畴内干燥 _l2 ；其工艺比较成熟，目前我国仍有很多厂家用该法生产对苯二胺；但该工艺路线长、成本高、 污染严峻； 1994年Macho等_l3用含硫或硫化物的催化剂的系统中在欢迎下载精品学习资源0 1 30 MPa的一氧化碳气压力下，在 50300C下仍原对硝基苯胺合成对苯二胺；1995年Patel 等114 在四氢呋喃中用硼氢化钠一溴化亚铜并加入二甲基硫醚仍原对硝基苯胺；同年 Sasykova等报道了液相法仍原对硝基苯胺，以钯和三氧化二铝作为催化剂在乙醇溶液中仍原对硝基苯胺；2.3.1 1 电化学仍原法1992年 Karaikudi用对硝基苯胺采纳钛氧化钛电极仍原制备对苯二

10、胺；此法的优点在于其高效性且不产生对环境有危害的副产物；1995年高全昌口等报道了在乙醇的酸性溶液中以铜为阴极电解对硝基苯胺，将中和后的电解液经减压蒸馏、冷却、析出淡褐色结晶， In P 1461C，优惠条件：阴极铜板， S=5013111 ；阴极液：50mL 95的乙醇， 50 mL 10 盐酸， 2 0 g 对硝基苯胺；温度702C；阳极液： 150mL 10盐酸；阳极石墨， S=30 cm ；电量：2 33 AH 理论电量 ；合成的对苯二胺的收率可达 94 6；电解法虽然不污染环境但是电解法的成本较高，缺乏工业竞争力；2_32 新仍原法的探究用对硝基苯胺制备对苯二胺的新仍原法也有相关报道

11、，但大部分 停留在试验室阶段； 2001年，李明慧等在酸性介质下用锌粉催化仍原，收率 90，克服了铁粉仍原法的弊端，为对苯二胺的工业化供应了牢靠的依据； 2001年， Vass等采纳微波固相合成法，使用水合肼为氨化剂，争论了各种固体活性载体对收率的影响，其中以活性铝为载 体收率最高，收率为 97；2003年 Khan等报道了对硝基苯胺在无机盐溶液中，用锌催化氯化铵或甲酸铵反应得到对苯二胺，收率78， 该法用无机盐溶液替代有机溶剂，且溶液可循环使用，削减了对环境的污染；2.4 4 由对二硝基苯仍原合成1997年洪仲苓采纳对二硝基苯催化加氢合成对苯二胺；该法基本无污染，成本相对较低但技术要求高，操

12、作危急；2.5 5 以对苯二甲酰胺为起始物由对苯二甲酰胺经 Hofmann降解合成对苯二胺相宜反应条件是：投料物质的量配比为 n 对苯二甲酰胺 ：n 次氯酸钠， 91 m m： n 氢氧化钠 =0 5：115：2 2反应工艺是在 l2 反应 75 min35反应 l h ，80反应 30min，转化率 975、产品摩尔收率欢迎下载精品学习资源851；该工艺设备简洁、技术要求低且副产物少、产品纯度高， 宜于中小企业生产，是一种具有潜在产业化价值的对苯二胺制备新技术；2.6 6 以聚酯为起始物2000年吴茂 ll用聚酯通过胺解、氯化、霍夫曼降解来制备对苯二 胺；在胺解过程中， n 聚酯： n 氨气

13、=l ：3；在氯化过程中， n 对苯二甲酰胺 ： n 氯气=l ：22；在霍夫曼降解过程中， n 氯化产物 ： n 碱液=l ： 61；产物的纯度可达 991，收率为 55 2；其反应如下：2.7 7 以对苯二甲酸为起始物对苯二甲酰胺 Hofmann降解法可以用廉价的对苯二甲酸为原料，经酯化、酰胺化、降解等反应步骤合成对苯二胺；2003年汪敏 23用对苯二甲酸通过酯化、氨解作用、霍夫曼降解来制备对苯二胺，收率可以达到 65 4；此法的优点是污染较小、设备简洁、技术要求低、温度低和低压；2.8 8 对苯二肟氢化2006年吕赛汉等报道了由对苯二肟加氢制备对苯二胺；以易得的对苯醌为原料以新型多孔催化

14、剂雷尼镍快速地合成出产品该法反应条件温顺污染小，简洁易行；3 结语对苯二胺是一种有着广泛应用的化合物例如化妆品，抗氧化剂，燃料添加剂和染料，更特殊的是作为一种高回弹力的和耐热材料的有用的化合物 例如aramide 光纤和聚亚安酯、对亚苯基二异氰酸盐的原料；对苯二胺类防老剂也是最重要的橡胶防老剂随着橡胶制品 使用量的增多，对防老剂的需求量也增多；目前，对苯二胺也用来合成聚合物；对苯二胺与光气反应，可以欢迎下载精品学习资源生成其二异氰酸酯，进而制得高结晶度的聚氨酯；该产品具有优良的高温性能可用作热塑性及浇铸性弹性体；对苯二胺与芳香族二羧酸反应，可形成芳香聚酰胺，进而制得纤维织物，它们可以作为轮胎和

15、V一胶带的补强材料，可作增强塑料、运动器材、刹车衬里等以及用于其它需求高强度和高模量的物品中；近几年来，随着染料工业和橡胶工业的进展对苯二胺的用量逐年增加，对苯二胺生产的进展较为快速；特殊是国内轮胎的生产，特殊是子午线轮胎的产量仍将保持较快增长速度，国内市场对橡胶防老剂仍将快速增长，产品结构随着轮胎结构调整得到肯定的调整，2006年我国橡胶防老剂总需求量为 9万t 左右，其中，对苯二胺类防老剂需求量为 6万t 左右；目前国内尚有相当数量的对苯二胺合成过程中仍存在采纳落后的生产工艺生产，环境污染严峻操作条件苛刻、方法复 杂原子利用率不高，实施清洁工艺进程缓慢，这些都增加了环境的 压力；另一方面，改善环境、提高生活质量的要求越来越剧烈因此需要一种新的方法既适合工业化生产又符合环保要求；通过氢的亲核取代反应合成对苯二胺的工艺方法，操作条件简洁、不污染环境、原子利用率高、不腐蚀设备，符合绿色化学进展的方向；随着人们对绿色工艺法的深化争论，氢的亲核取代法合成对苯二胺的方法将有更加宽阔的空间；欢迎下载